潮汐推算

潮汐推算

潮汐的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生，由于月球每天在天球上东移13度多，合计为50

分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式为：

高潮时=0.8h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙

上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12

分即可得低潮出现的时刻——低潮时。但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样,间隔也不同。

潮汐能是以位能的形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮（spring tides）；当它们成直角时，就产生小潮（neap tides）。除了半日周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环，其周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。

除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时，通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。

潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的摩擦，以1.7TW的速率消散。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。

能源储量

全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3 ×10^9kw。我国海岸线曲折，全长约1.8×10^4km，沿海还有6000多个大小岛屿，组成1.4×10^4km的海岸线，漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1×10^8kw，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的80.9%，但这都是理论估算值，实际可利用的远小于上述数字。

开发利用

潮汐是由于日月引潮力的作用，使地球上的海水产生周期性的涨落现象。它不仅可发电、捕鱼、产盐及发展航运、海洋生物养殖，而且对于很多军事行动有重要影响。历史上就有许多成功利用潮汐规律而取胜的战例。

发电应用

世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。1912年，世界上最早的潮汐发电站在德国的布斯姆建成。1966年，世界上最大容量的潮汐发电站在法国的朗斯建成。我国在1958年以来陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地，建立了潮汐能发电站。

世界三大著名潮汐电站简介

潮汐电站

1. 加拿大安纳波利斯潮汐电站

加拿大安纳波利斯潮汐电站座落在芬地湾口安纳波利斯-罗亚尔。该地潮差为4.2～8.5米。电站采用全贯流水轮发电机组。全贯流式水轮机安装在水平的水流通道中，发电机转子固定在水轮机桨叶周边组成旋转体，定子安装在水轮机转轮外边，构成没有传动轴的直接耦合机组。由于发电机的尺度不受限制，可以采用最优的转子直径，得到较高的转子转动惯量，以改进电网发生意外事故的动力稳定性，较易解决通风，检查、维修也方便。这些都是优于灯泡式机组之处。全贯流机组由于其结构紧凑，可以比采用灯泡式机组，工程造价低。但其难点在能经受推力和转子飞逸时保持稳定和转子轴承的安全运行，以及转子轮缘和壳体中间

的密封。该电站所采用的受力轴承是常规的水动力套筒式。密封由特殊的合成材料弯曲压贴在构件上，用水作润滑。该电站安装机组一台，额定功率为2万千瓦。转子直径7.6米，4个叶轮叶片，18个导叶，定子直径13米，设计水头5.5米，流量378米3/秒，额定转速50转/分，年发电量5000万千瓦小时。机组由对河川小型全贯流机组有经验的瑞士设计、加拿大制造。该电站利用现成控制洪水的堤坝，包括一条长225米的堆石坝，一个人工岛，和另一侧控制水量有两个闸门的建筑和一小堤道。机房设在人工岛上，由100公里外的一座水电站遥控。该电站在1984年投入运行。

2. 法国朗斯潮汐电站

法国朗斯潮汐电站建于法国朗斯河口，该站址潮差最大13.4米，平均8米。单库面积最高海平面时为22平方公里，平均海平面时为12平方公里。大坝高12米，宽25米。总长度750米。坝上有公路沟通朗斯河两岸。1966年投入运行，是第一个商业化电站。该电站装机24台，每合1万千瓦，共24万千瓦。设计年平均发电量5.44亿度。机组为灯泡贯流式，转轮直径5.3米，可作六种工况运行。

除正向发电、反向发电、正向排水、反向排水外，还能正向泵水和反向泵水。各种工况的优化运行，用计算机进行控制。这种多功能机组在当时是一项重大的技术成就。大坝两端建有船闸和浅水闸门，中段设置电站厂房。这段是空腹混凝土坝，顶部做成拱形以承受水压力。全部建筑是用围堰法抽干水后进行施工的。共浇注混凝土35万米2，用了钢材1.6万吨。建设年限6年。

工程最困难和最重要的是主坝海侧围堰，朗斯工程用直径9米的钢筋混凝土圆柱形沉箱作围堰的支撑件，用钢筋混凝土迭梁截流，模型试验精确地预测工程应于何时如何施工。电站对金属部件的防腐蚀成功地采用涂料、不锈钢和阴极保护等措施。水工建筑采用几项防水处理方法：用柔性材料浇注裂缝、用胶粘水泥填塞接缝、用环氧树脂基材料作表面一般处理。

3. 基斯拉雅潮汐电站

基斯拉雅潮汐电站建于摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾。电站成功地采用沉箱法建造堤坝和厂房。钢筋混凝土动力房沉箱长36米、宽18.3米、高15米，能容纳两台400千瓦容量的灯泡式水轮发电。机组和进出水道，重5200吨。沉箱在干船坞建造并装上一台机组，然后浮运到电站现场，沉在准备好的砂源基础上。动力房安放的垂直和水平位置偏差只有几毫米。

沉箱底部的钢片伸到其下沿以下，使底层免受波浪冲刷。由于前苏联有利于建站的坝址均位于严寒地带，不便于现场施工，促使采用这样新的厂房结构和施工方法。同样的理由，对各种材料除了防蚀防污外，还须抵抗温度应力，方法是对建筑物进行热绝缘，在混凝土上补上加强的环氧树脂板。该电站1968年投入运行。

军事应用

1661年4月21日，郑成功率领两万五千将士从金门岛出发，到达澎湖列岛，进入台湾攻打赤嵌城。郑成功的大军舍弃港阔水深、进出方便、但岸上有重兵把守的大港水道，而选